Чрезмерная активность иммунитета беременной может повредить мозг плода и привести к развитию шизофрении у будущего ребенка, сообщают специалисты Нью-Йоркского медицинского колледжа. Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience.
Более ранние исследования уже показывали, что инфекции и другие факторы, усиливающие иммунный ответ беременной (аутоиммунные заболевания, стресс, загрязненная окружающая среда), повышают риск развития у ребенка нервных и психических расстройств.
«Пренатальная иммунная активация играет ключевую роль в нарушении нормального развития нервной системы, даже в отсутствие прямых патогенов, и приводит к долгосрочным последствиям в более позднем возрасте, — пишут авторы работы. — Однако механизмы, с помощью которых активация иммунной системы во время беременности может привести к болезням, недостаточно изучены».
У людей с шизофренией часто нарушена работа кортикальных интернейронов — клеток коры головного мозга, которые связаны только с другими нейронами. Также исследователи обратили внимание на работу микроглии, клетки которой образуются еще на ранних этапах эмбриогенеза. Микроглия необходима, чтобы избавляться от поврежденных клеток или инфекционных агентов, попавших в мозг, однако слишком активная ее работа приводит к гибели нейронов и повышает риск развития болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, рассеянного склероза и других нейродегенеративных заболеваний.
Прошлые исследования показали, что у лиц с шизофренией наблюдаются схожие аномалии в функционировании кортикальных интернейронов.
Исследователи создали кортикальные интернейроны из клеток, полученных от людей с шизофренией и без нее. Они перепрограммировали фибробласты (клетки соединительной ткани) в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, из которых потом вырастили необходимый материал. Затем исследователи культивировали эти клетки с активированной микроглией или без, чтобы изучить эффекты, которые при этом возникают в кортикальных интернейронах.
Оказалось, слишком активная микроглия приводит к выбросу цитокинов (молекул, регулирующих межклеточные взаимодействия), что провоцирует нарушения обмена веществ, которые негативно сказываются на развитии кортикальных интернейронов.
В первую очередь, это говорит о том, что активация микроглии может привести к метаболическим нарушениям в развитии кортикальных интернейронов, сообщают исследователи. Причиной ее активации может стать реакция иммунитета матери.
«Мы обнаружили, что метаболизм кортикальных интернейронов нарушается при воспалительном состоянии во время развития, — отмечают они. — Наши результаты подчеркивают наличие взаимодействия между генетическим фоном шизофрении и факторами риска окружающей среды».
Кроме того, исследователи обнаружили, что в кортикальных интернейронах, полученных из клеток здоровых добровольцев, опасные процессы сходят на нет после удаления гиперактивной микроглии. Однако если у добровольца была шизофрения, патологии сохранялись.
«Пренатальная иммунная активация может влиять на развитие мозга через несколько механизмов, из которых мы смоделировали один: воздействие воспалительных цитокинов на развитие кортикальных интернейронов, — пишут исследователи. — На следующем этапе этого исследования будет критически важно проанализировать, какие конкретные цитокины участвуют в наблюдаемых эффектах».
«Теперь мы планируем провести дальнейшие исследования по детальному изучению того, с помощью каких механизмов и путей воспалительные процессы влияют на кортикальные интернейроны» — делятся ученые.
Полученные результаты могут послужить основой для будущих исследований нейронных механизмов, которые связывают пренатальную иммунную активацию с риском развития шизофрении или других нервно-психических расстройств, считают авторы работы.